受控源的电路分析(DOC)
- 格式：doc
- 大小：310.12 KB
- 文档页数：9
受控源的电路分析 电信132班33张世东 【实验目的】 1.了解用运算放大器组成四种类型受控源(VCVS、VCCS、CCVS、CCCS)的线路原理 2.测试受控源转移特性及负载特性
【实验设备和材料】
1.计算机及Mulitisim7.0电子仿真软件。 2.KHDL-1型电路实验箱。 3.MF-500型万用表，数字万用表。
【实验原理】
VCVSU1
+
_U2
+
_μu1
_
+U1
VCCSgmu1
(a) (b) CCVS
rmi1_
+U2
CCCS
ai1
(c) (d)
（1）压控电压源（VCVS） 如图1所示 UnUp
U1R1
R2
RU2
10K
10K
+
_+
_ 图1 由于运放的输入“虚短”路特性，即 1uuunp 所以有 2122RuRuin
又因运放内阻为∞，有21ii 因此121212121222112)1()()(uRRRRRuRRiRiRiu 即运放的输出电压2u只受输入电压1u的控制而与负载LR大小无关，电路模型如图（a）所示。
转移电压比 21121RRuu 为无量纲，又称为电压放大系数。这里的输入、输出有公共接地点，这种联接方式称为
共地联接。
（2）压控电流源（VCCS） 将图2的1R看成一个负载电阻LR，如图2所示，即成为压控电流源VCCS。
Up
Un
U1
R1K
RLU
2
IL
IR
+_
+
_ 图2 此时，运放的输出电流 RuRuiinRL1。即运放的输出电流Li只受输入电压1u的控制，与负载LR大小无关。电路模型如图（b）所示。 转移电导 )(11sRuigLm 这里的输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接 （３） 流控电压源（CCVS） 如图3所示
由于运放的“+”端接地，所以0pu，“—”端电压nu也为零，此时运放的“—”
端称为虚接地点。显然，流过电阻R的电流1i就等于网络的输入电流Si。 此时，运放的输出电压RiiuSR12，即输出电压2u只受输入电流Si的控制，与负载LR大小无关，电路模型如图（c）所示。
转移电阻 )(2Riursm，此电路为共地联接。 R
RLU
2
i
s
UnUp+
_
i1
iL
图3 （４） 流控电流源（CCCS） 如图4所示 R1K
1KR2
RL
Un
Upis
U2
+
_i1
i2
图4 1122RiRiua
SLiRRiRRiRRiiii)1()1(21121121121 即输出电流只受输入电流Si的控制，与负载LR大小无关。电路模型如图（d）所示 转移电流比 )1(21RRiiSL 为无量纲，又称为电流放大系数。此电路为浮地联接。
【实验内容】
1.实验注意事项 （1）实验中，注意运放的输出端不能与地短接，输入电压不得超过10V （2）在用恒流源供电的实验中，不要使恒流源负载开路。 （3）受控源部分的“+12V”、“-12V”、”地”三个孔要与“直流稳压源”孔内对应插孔相连。 （4）实验表格中给出的测试点仅供参考，测试过程中药保证受控源工作在线性区。同
一个表格中，当发现前面的测试数据算出来rm、g（S）与后面的测试数据算出来的rm，g（S)相差比较大时，说明此事受控源已工作在非线性区。 2.测量时受控源VCCS的转移特性)(1UIfL及负载特性URULf/)(2定值
（1）在KHD=1型电路实验箱上搭建如图4-5所示的实验电路。其中：U1为可调直流稳压源，取自KHDL=1型电路实验箱左下角直流稳压电源，“输出粗调”旋钮置0~10V档，先将“输出细调”旋钮逆时针旋到底；将受控源和负载电阻RL之间串入直流数字哈南表；R
L用可调电阻，取自KHDL-1型电路实验箱右下角可调电阻，是RL=2kΩ；V用VC890D万用表直流电压20V档测量。
（2）打开KHDK-1型实验箱电源，调节直流稳压电源输出U1，使其在0~10V范围内取值，测量U1及相应IL,将数据填入表1中。
表1 （3）根据表1数据绘制受控源VCCS的转移特性曲线)(1UIfL。
测量值 U1（V）
1 2 3 4 5 6 7
IL
（mA)
-0.09 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7
理论计算值 g（S） -0.09 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7
实验计算值 g（S） -0.09 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 （4）保持U1=2V，改变可调电阻旋钮位置，阻值从1kΩ逐渐增加到10kΩ，测量相应的IL
和U1（用万用表20V档测），将他们填入表2中。
表2 （5）根据表2数据绘制受控源VCCS的负载特性VfURUL2)(12丨曲线，并求出他的
转移电导gm。
3.测量受控源CCVS的转移特性)(2IUSf及负载特性IRISLLf/)(定值： （1）在KHDL-1型电路实验箱上搭建如图6所示实验电路。其中：IS取自KHDL-1型电路实验箱左下角直流恒流源，“输出粗调”旋置2mA档，先将“输出细调”旋钮逆时针旋到底；电流表用直流数字毫安表2mA档；U2用万用表直流2V档。
RL（k
Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
IL（mA) -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19 -0.19
U1(V) -0.20 -0.40 -0.59 -0.79 -0.99 -1.19 -1.39 -1.59 -1.79 -1.98 （2）固定R2=2kΩ，调节直流源输出电流IS，使其在0~0.5范围内取值，测量相应的U2
值，将它填入表3中。
表3 （3）根据表3数据绘制受控源CCTS的转移特性)(2IUSf曲线，并且在其线性部分
求出转移电阻rm
。
（4）保持IS=0.3mA，调节RL从1kΩ到10kΩ，测量U2和IL值，将它们填入表4中。
表4
测量值 IS（mA） 0.1 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 U2（V） -1.98 -3.92 -4.99 -5.88 -6.88 -8.04 -9.02 -9.97
理论计算值 r
m
（k
Ω） 20 20 20 20 20 20 20 20
实验计算值 r
m
（k
Ω） 19.8 19.6 19.9 19.6 19.6 20.1 20 19.9
RL
（kΩ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
IL
（mA)
-5.72 -2.88 -1.92 -1.44 -1.15 -0.96 -0.82 -0.72 -0.64 -0.56
U2
(V)
-5.8 -5.8 -5.8 -5.8 -5.8 -5.8 -5.8 -5.8 -5.8 -5.8 （5）根据表4数据绘制受控源CCVS的负载特性mAfIRISLL3.0|)(曲线，并求出它的转移电阻rm。
【思考题】 1.若令受控源的控制量极性方向反向，其输出量极性是否发生变化？ 答：改变控制量的方向，相应激励量也会随之改变。
2.受控源与独立源相比有何异同点？ 答：不同点：受控源的示数是又其他元器件决定的，而独立源是由自身决定的；相同点：独立源和受控源都是统称电源。都是向外电路提供电能的装置。 3.四种受控源中的、mg、mr和的意义是什么？如何测得？ 答：受控源受控系数。mr是电流控制电压；mg是电压控制电流；是电流控制电
流；μ是电压控制电压。 4. 受控源的输出特性是否适于交流信号？ 答：控源的输出特性适用于交流信号。受控源与信号种类无关。受控源对外提供的能量，既非取自控制量又非受控源内部产生的，而是由电子器件所需的电源供给。所以受控源实际上是一种能量转换装置。受控源的电流或电压由控制支路的电流或电压控制，当对受控源输入交流信号时，则受控源的电压、电流受交流信号控制，此时受控源的输出特性同样适用于交流信号。
